1 教学目标
知识与技能:了解化学反应伴随能量变化。了解吸热反应和放热反应的概念。了解燃料充分燃烧的条件以及我国和世界能源储备和开发。
过程与方法:学会运用观察、实验等方法获取信息、理解信息。通过查找学习资料, 培养善于思考, 勇于发现问题、解决问题等能力。
情感、态度和价值观:接受节约能源, 保护环境的教育。培养爱国主义精神和辨证唯物主义思想。通过对化学实验的改进激发学习化学的兴趣, 培养创新精神。通过实验探究和研究性学习活动培养探究能力和实践能力。
2 教学重点、难点
重点:化学反应中的能量变化;放热反应和吸热反应。
难点:化学反应中能量变化观点的建立。
3 教学方法
(1) 教的方法: (分组) 实验法, 运用多媒体, 讨论、归纳法, 讲解法, 自主探究法等。
(2) 学的方法:实验法, 实验法, 讨论法, 记笔记, 文献法等。
4 教学过程分析
4.1 教学手段
实物展示、CAI课件演示。
实验药品、仪器:“自加热罐头”、普通橘子罐头、铝片、稀盐酸、Ba (OH) 2·8H2O、NH4Cl晶体、氧化钙、蒸馏水、温度计等。
4.2 教学过程设计
4.2.1 创设情景, 引入新课
展示:将一瓶“自加热罐头”和一瓶普通罐头实物呈现给学生, 让他们比较两瓶罐头的温度, 当场请学生代表上台把“自加热罐头”底部的锥刺上移, 并绕场一周让所有学生感受到此罐头的温度变化, 并与普通罐头进行对比。
提问:为什么“自加热罐头”能够自己加热呢?没有火或电也能加热吗?“自加热罐头”里装的什么东西呢?是什么能量使它的温度发生变化了呢?
设计意图:创设情景导入新课, 吸引学生注意力, 激发学生的兴趣, 引发学生思考, 让学生感受化学就在身边。
4.2.2 实验探究, 交流体验
(1) 探究1:放热反应。
过渡:根据我们的经验, 蜡烛燃烧、氧乙炔焰等过程是吸收热量还是放出热量呢?
学生回答:放出热量……
PPT展示图片:蜡烛燃烧、氧乙炔焰
提问:蜡烛燃烧、氧乙炔焰都放出了能量, 是不是所有的化学反应都放出能量呢?什么是放热反应呢?
学生讨论:……
学生实验:铝与稀盐酸反应。
小结、板书:化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应。
设计意图:通过生活中的化学引出“放热反应”;通过生动的画面呈现生活中的化学反应, 给学生更直观的感受。留给学生思考空间, 使学生带着疑问去进行实验, 在实验中解惑;引导学生在实验探究中培养观察、分析能力。
(2) 探究2:吸热反应。
过渡:通过上面的实验, 我们了解了放热反应。那么, 相应地, 化学变化中存在吸收热量的反应吗?
学生思考:……
学生实验:Ba (OH) 2·8H2O与NH4Cl晶体混合。
小结、板书:化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
设计意图:引导学生在实验探究中培养观察、分析能力, 从而探索什么是吸热反应。
(3) 学生归纳, 教师总结。
过渡:我们初步认识了放热反应、吸热反应, 通过实验, 我们观察到了这两种反应的现象, 那么, 为什么化学反应会伴随能量的变化?同学们思考过这个问题没有?
学生讨论:……
视频展示:H2和Cl2反应的过程。
PPT展示图片:H2和Cl2反应的过程
教师引导:H2的键能为436k J/mol, Cl2的键能为243k J/mol, 请同学们从旧键的断裂、新键的生成的能量变化角度思考为什么化学反应会伴随能量的变化?
学生回答:……
教师归纳、总结、板书:
(1) 当∑E反应物>∑E生成物——放热反应 (能量释放) 。
(2) 当∑E反应物<∑E生成物——吸热反应 (能量贮存) 。
设计意图:生动地从二维到三维, 从宏观到微观呈现H2和Cl2反应的过程, 弥补讲授法很抽象的不足, 充分利用多媒体的优势。变“教”为“导”, 体现新的教学思想, 实现素质教育体现“以学生为主体”的理念。
(4) 探究3:“自加热罐头”的原理。
过渡:从现象到本质认识了放热反应、吸热反应, 请同学们猜测“自加热罐头”利用了什么化学反应的原理呢?如何验证我们的猜想呢?
学生讨论:……
教师引导:从学生们的猜想中拿出几套可行方案进行分析, 请一位同学上讲台做“氧化钙与水反应”的实验, 其余的同学思考这个反应为什么能使罐头加热。
学生实验:氧化钙与水反应。
学生回答:……
教师拓展:“自加热罐头”的结构以及利用氧化钙与水化合生热的化学反应原理。
设计意图:过渡自然, 和导课前后呼应, 利用前面所学知识解答导课留下的疑问。引导学生在实验探究中培养观察、分析能力, 从而探索为什么“自加热罐头”能够自己加热。
4.3 层层递进, 深化知识
过渡:除了氧化钙和水反应外, 燃料的燃烧也属于放热反应的范畴, 在现代社会中, 绝大多数能量是由化学反应产生的, 尤其是由煤、石油、天然气等燃料的燃烧提供的。我们如何应用我们所学的知识提高燃料的利用率呢?
学生讨论:……
教师总结、板书:燃料充分燃烧的条件: (1) 燃烧时要有适当过量的空气。 (2) 燃料与空气要有足够大的接触面采取的措施:煤的气化或液化。
设计意图:从理论上升到实践, 引导学生运用所学知识解决实际生活生产中的问题。通过对燃料充分燃烧的条件的探讨, 培养学生的环保意识, 树立学生节约能源、保护大自然的决心。
4.4 巩固应用, 联系实际
小结、布置作业: (1) 总结这节课所学知识, 请学生举出生活中放热反应、吸热反应的例子。做P24课后习题一; (2) 完成课本上布置的研究性学习的课题; (3) 查资料, 自己设计产品, 将化学中的能量变化运用到生活中; (4) 提出合理利用和开发能源的方案, 写成小论文。
设计意图:引导学生小结本节课的学习内容, 养成“在反思中学习”的良好习惯。给学生创造条件自己设计产品, 培养学生勇于创新的品质。
5 板书设计 (略)
摘要：“化学反应中的能量变化”是人教版全日制普通高级中学 (化学) 第一册第一章第三节内容, 是高中化学理论联系实际的开篇, 它起着连接初、高中化学的纽带作用。本文从生活中的化学入手, 创设情境并通过学生小组实验, 变教为导, 从探究的角度诠释了教学设计的思路与方法。
关键词：化学反应,能量变化,探究式,教案设计
参考文献
[1] 全日制普通高级中学教科书·化学 (第一册) (必修) [M].北京:人民教育出版社, 2007.
[2] 教师教学用书·化学 (第一册) [M].北京:人民教育出版社, 2000.
[3] 王后雄.化学课程教育学[M].武汉:华中师范大学出版社, 2004.